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杭州海康機(jī)器人技術(shù)有限公司

1　背景介紹

現(xiàn)代企業(yè)倉(cāng)儲(chǔ)物流與生產(chǎn)環(huán)節(jié)普遍面臨著智能化升級(jí)改造的難題。

海康威視是以視頻為核心的物聯(lián)網(wǎng)解決方案和數(shù)據(jù)運(yùn)營(yíng)服務(wù)提供商，連續(xù)五年蟬聯(lián)全球視頻監(jiān)控企業(yè)第一位。2014年，公司營(yíng)業(yè)收入達(dá)172億，同比增長(zhǎng)60%。在訂單快速增長(zhǎng)和努力實(shí)現(xiàn)“千億海康”目標(biāo)的背景下，2014年6月海康威視正式啟動(dòng)安防產(chǎn)業(yè)基地建設(shè)項(xiàng)目。

2015年下半年，海康威視安防產(chǎn)業(yè)基地一期竣工投產(chǎn)，占地面積約370畝，建筑面積約26萬(wàn)平方米。基地一期規(guī)模龐大，共有4個(gè)原材料庫(kù)、1個(gè)半成品、2個(gè)成品庫(kù)和6個(gè)工廠車間。車間內(nèi)部面積大，各車間之間距離遠(yuǎn)，且生產(chǎn)過(guò)程中的物料以及成品種類多、重量大，跨多樓層作業(yè)都增加了倉(cāng)儲(chǔ)作業(yè)的難度和強(qiáng)度。同時(shí)，物料出入庫(kù)頻次高、業(yè)務(wù)流程復(fù)雜也增加了物料出/入庫(kù)及配送工作的管理難度。

海康威視桐廬基地

2　項(xiàng)目詳情介紹

順應(yīng)《中國(guó)制造2025》戰(zhàn)略方向，海康威視桐廬安防產(chǎn)業(yè)基地一期2015年啟動(dòng)智能工廠項(xiàng)目，其中智能機(jī)器人倉(cāng)儲(chǔ)系統(tǒng)由杭州海康機(jī)器人技術(shù)有限公司（以下簡(jiǎn)稱“海康機(jī)器人”）承接并實(shí)施完成。2016年初，逾800臺(tái)智能倉(cāng)儲(chǔ)機(jī)器人在海康威視桐廬基地上線，這是國(guó)內(nèi)目前同類機(jī)器人應(yīng)用數(shù)量最多、規(guī)模最大的智能倉(cāng)儲(chǔ)案例。

海康機(jī)器人為其量身定制智能化倉(cāng)儲(chǔ)物流解決方案，其中智能倉(cāng)儲(chǔ)機(jī)器人系統(tǒng)由智能倉(cāng)儲(chǔ)管理系統(tǒng)（iWMS）、機(jī)器人調(diào)度系統(tǒng)（RCS）、智能倉(cāng)儲(chǔ)機(jī)器人三部分組成。

智能倉(cāng)儲(chǔ)管理系統(tǒng)（iWMS）支持包括采購(gòu)入庫(kù)、生產(chǎn)入庫(kù)、生產(chǎn)領(lǐng)料、成品出庫(kù)等各項(xiàng)倉(cāng)儲(chǔ)業(yè)務(wù)需求，其作為上層的倉(cāng)儲(chǔ)業(yè)務(wù)管理系統(tǒng)，iWMS集成了多種倉(cāng)儲(chǔ)優(yōu)化技術(shù)，實(shí)現(xiàn)倉(cāng)庫(kù)儲(chǔ)位的冷熱度分析，支持實(shí)時(shí)調(diào)整貨架位置；根據(jù)貨物存儲(chǔ)情況，自動(dòng)推薦貨架整理，有效提升倉(cāng)儲(chǔ)空間利用率系統(tǒng)。通過(guò)對(duì)大數(shù)據(jù)的分析研究，iWMS還可挖掘貨物之間的相關(guān)聯(lián)系，并制定相應(yīng)的入庫(kù)策略，以提高出庫(kù)效率；另外它支持與企業(yè)ERP系統(tǒng)全功能對(duì)接，還可與視頻監(jiān)控互聯(lián)互通，實(shí)時(shí)查看現(xiàn)場(chǎng)工作動(dòng)態(tài)，實(shí)現(xiàn)倉(cāng)儲(chǔ)可視化。

機(jī)器人調(diào)度系統(tǒng)（RCS）負(fù)責(zé)控制范圍內(nèi)全部機(jī)器人的任務(wù)分配、調(diào)度及運(yùn)行維護(hù)。RCS建立移動(dòng)機(jī)器人的世界模型，將倉(cāng)儲(chǔ)地圖轉(zhuǎn)換成機(jī)器人能夠識(shí)別的模型數(shù)據(jù)，采用多種先進(jìn)算法，實(shí)現(xiàn)任務(wù)的最優(yōu)分配、路徑的最優(yōu)規(guī)劃。另外其還有安排AGV進(jìn)行自主充電、路徑二次規(guī)劃等功能，使系統(tǒng)能充分發(fā)揮其最佳的工作效能；RCS可以監(jiān)控機(jī)器人的運(yùn)行狀態(tài)，當(dāng)機(jī)器人內(nèi)部出現(xiàn)故障，系統(tǒng)將會(huì)自動(dòng)生成預(yù)警信息及相應(yīng)的處理意見(jiàn)，一并發(fā)送給運(yùn)維人員，真正做到智能運(yùn)維、實(shí)時(shí)反饋。

智能倉(cāng)儲(chǔ)機(jī)器人采用視覺(jué)導(dǎo)航+慣性導(dǎo)航技術(shù)，定位精度達(dá)到毫米級(jí)，兩輪差速驅(qū)動(dòng)，運(yùn)行速度能達(dá)到1.0米每秒，最大負(fù)重能達(dá)到1000公斤。另外，其還采用激光、紅外、超聲、碰撞條等多種防護(hù)方式，具備自主避讓功能；在動(dòng)力方面，機(jī)器人配備大容量磷酸鐵鋰電池，循環(huán)壽命長(zhǎng)。

值得一提的是，整個(gè)智能倉(cāng)儲(chǔ)系統(tǒng)具有非常強(qiáng)的靈活性、可擴(kuò)展性及可靠性，針對(duì)不同現(xiàn)場(chǎng)環(huán)境，只需在地面部署二維碼及簡(jiǎn)單的系統(tǒng)配置就可投入使用，大大縮短了實(shí)施工期。

多系統(tǒng)對(duì)接

機(jī)器人自主充電

跨樓層接駁

3　項(xiàng)目亮點(diǎn)

以“貨到人”為核心設(shè)計(jì)理念的智能倉(cāng)儲(chǔ)解決方案成功解決了傳統(tǒng)倉(cāng)儲(chǔ)基地人工作業(yè)強(qiáng)度高、業(yè)務(wù)繁雜等痛點(diǎn)，操作員只需在操作臺(tái)便可完成貨物揀選、上下架及其他倉(cāng)儲(chǔ)工作，減少了大量行走時(shí)間和勞動(dòng)強(qiáng)度，保證了產(chǎn)線生產(chǎn)/倉(cāng)儲(chǔ)業(yè)務(wù)的安全性、準(zhǔn)確性和時(shí)效性。該方案同時(shí)降低了對(duì)工作人員的能力要求，無(wú)需安排有多年倉(cāng)儲(chǔ)經(jīng)驗(yàn)的員工，5min內(nèi)新員工即可上崗。

智能倉(cāng)儲(chǔ)管理系統(tǒng)（iWMS）的兼容性極高，可與上層業(yè)務(wù)系統(tǒng)對(duì)接，集成度高，使原本離散的工作方式得以實(shí)現(xiàn)信息化、流程化，提升了信息交互效率，保障生產(chǎn)的有序進(jìn)行。在基地SKU種類繁雜和出入庫(kù)頻次高的挑戰(zhàn)下，iWMS配合RCS調(diào)動(dòng)機(jī)器人實(shí)現(xiàn)高效搬運(yùn)并對(duì)倉(cāng)庫(kù)儲(chǔ)位進(jìn)行冷熱度分析，大幅提升倉(cāng)儲(chǔ)作業(yè)的效率。

此外，該智能倉(cāng)儲(chǔ)機(jī)器人系統(tǒng)擴(kuò)展性強(qiáng)，可接入搬運(yùn)、分揀等其他內(nèi)物流機(jī)器人，實(shí)現(xiàn)全工廠整體自動(dòng)化物流。打破“物流孤島”，打通原材料倉(cāng)庫(kù)與產(chǎn)線、產(chǎn)線之間、線尾到成品倉(cāng)庫(kù)等關(guān)鍵的物流節(jié)點(diǎn)，使整個(gè)生產(chǎn)過(guò)程變得更高效、智能、安全。

以“貨到人”為核心理念的智能倉(cāng)儲(chǔ)解決方案

4　項(xiàng)目效益

在生產(chǎn)過(guò)程中，智能倉(cāng)儲(chǔ)機(jī)器人代替人工完成收貨、分揀、搬運(yùn)、入庫(kù)、出庫(kù)等物流作業(yè)，大大提高了倉(cāng)儲(chǔ)管理效率，為整個(gè)制造行業(yè)實(shí)現(xiàn)倉(cāng)儲(chǔ)物流的自動(dòng)化、信息化、智能化做出表率。該系統(tǒng)在海康威視桐廬生產(chǎn)基地應(yīng)用以來(lái)，能夠滿足基地日產(chǎn)值億元的倉(cāng)儲(chǔ)及內(nèi)物流需求。與傳統(tǒng)人工庫(kù)操作相比，使用海康威視智能倉(cāng)儲(chǔ)系統(tǒng)，成品庫(kù)節(jié)約人力約58%，提升工作效率84%，在節(jié)約生產(chǎn)成本的同時(shí)，大大地提高了生產(chǎn)效率。

5　項(xiàng)目意義

倉(cāng)儲(chǔ)物流是智能制造中一個(gè)發(fā)展空間巨大的領(lǐng)域，具有整合流程、協(xié)調(diào)上下游、優(yōu)化庫(kù)存、降低成本等重要作用。隨著倉(cāng)儲(chǔ)物流技術(shù)水平的提高，倉(cāng)儲(chǔ)效率得以提升，成本進(jìn)一步下降，智能、安全的倉(cāng)儲(chǔ)內(nèi)物流模式有助于保障企業(yè)生產(chǎn)高效順利地進(jìn)行。海康威視智能倉(cāng)儲(chǔ)機(jī)器人系統(tǒng)在技術(shù)上實(shí)現(xiàn)多項(xiàng)突破，“貨到人”的設(shè)計(jì)理念也為制造業(yè)生產(chǎn)作業(yè)流程帶來(lái)深刻變革——大幅節(jié)約了人力，提升了倉(cāng)儲(chǔ)的作業(yè)效率和跨產(chǎn)線生產(chǎn)的安全性，為制造企業(yè)的內(nèi)物流系統(tǒng)升級(jí)做出表率。

除了在海康威視桐廬基地一期的應(yīng)用外，智能倉(cāng)儲(chǔ)機(jī)器人系統(tǒng)還應(yīng)用于中創(chuàng)物流、網(wǎng)易考拉等電商、快遞、物流行業(yè)以及3C/汽車制造業(yè)/傳統(tǒng)制造業(yè)的原材料倉(cāng)庫(kù)。在智能化倉(cāng)儲(chǔ)物流的實(shí)踐過(guò)程中，海康機(jī)器人結(jié)合自身在工業(yè)智能相機(jī)、移動(dòng)機(jī)器人、智能算法、軟件平臺(tái)等方面的優(yōu)勢(shì)，提供全方位的智能化倉(cāng)儲(chǔ)解決方案，助力中國(guó)制造向中國(guó)“智”造轉(zhuǎn)型升級(jí)。

海康機(jī)器人國(guó)內(nèi)市場(chǎng)總監(jiān)吳堯

自動(dòng)化博覽：請(qǐng)簡(jiǎn)單介紹海康機(jī)器人能夠?yàn)槲锪鱾}(cāng)儲(chǔ)行業(yè)提供的產(chǎn)品或解決方案。

吳堯：為了承接海康威視在智能制造領(lǐng)域的物聯(lián)網(wǎng)戰(zhàn)略，海康機(jī)器人圍繞與圖像相關(guān)的人工智能基礎(chǔ)性研究成果，開(kāi)辟機(jī)器視覺(jué)、移動(dòng)機(jī)器人及行業(yè)級(jí)無(wú)人機(jī)三大業(yè)務(wù)線。其中，移動(dòng)機(jī)器人這條業(yè)務(wù)線目前已有系列齊全的倉(cāng)儲(chǔ)、搬運(yùn)、分揀和泊車四款機(jī)器人及調(diào)度系統(tǒng)、倉(cāng)儲(chǔ)管理系統(tǒng)等軟硬件產(chǎn)品。機(jī)器視覺(jué)業(yè)務(wù)線產(chǎn)品包含各類工業(yè)智能相機(jī)，可用于靜態(tài)/動(dòng)態(tài)讀碼稱重系統(tǒng)。

在物流倉(cāng)儲(chǔ)行業(yè)，我們通過(guò)升級(jí)優(yōu)化海康威視自身的供應(yīng)鏈，對(duì)外面向電商物流、工業(yè)制造、包裹速遞及社會(huì)化物流等不同細(xì)分領(lǐng)域輸出成熟可靠的機(jī)器人產(chǎn)品及應(yīng)用解決方案。例如，中創(chuàng)物流青島南港智能倉(cāng)庫(kù)整合了我司智能倉(cāng)儲(chǔ)機(jī)器人、工業(yè)視覺(jué)相機(jī)和iWMS倉(cāng)儲(chǔ)管理系統(tǒng)等多項(xiàng)先進(jìn)的物流科技，實(shí)現(xiàn)了貨物在收貨環(huán)節(jié)的自動(dòng)分揀、自動(dòng)稱重、自動(dòng)打尺和機(jī)器人自動(dòng)搬運(yùn)，出庫(kù)環(huán)節(jié)的機(jī)器人自動(dòng)入箱，以及全程的可視化管理，大大提升了倉(cāng)庫(kù)的作業(yè)效率和準(zhǔn)確率，完成了從傳統(tǒng)倉(cāng)儲(chǔ)到多功能、一體化、智能化倉(cāng)儲(chǔ)服務(wù)的轉(zhuǎn)變。自投入使用智能倉(cāng)儲(chǔ)機(jī)器人系統(tǒng)后，入庫(kù)分揀線最高速度可達(dá)4秒/件，工作臺(tái)入庫(kù)效率900件/小時(shí)，出庫(kù)裝箱單集裝箱效率提升30%。

自動(dòng)化博覽：海康機(jī)器人物流倉(cāng)儲(chǔ)產(chǎn)品和解決方案有哪些優(yōu)勢(shì)？

吳堯：（1）產(chǎn)品具有技術(shù)優(yōu)勢(shì)：海康威視智能機(jī)器人具有領(lǐng)先的導(dǎo)航技術(shù)，同類移動(dòng)機(jī)器人產(chǎn)品中，我們較早使用精度高且經(jīng)濟(jì)柔性的“慣性+視覺(jué)”導(dǎo)航方式；另一方面，海康機(jī)器人自主研發(fā)的機(jī)器人調(diào)度系統(tǒng)整合了高超的算法能力，可實(shí)現(xiàn)從單個(gè)機(jī)器人的定位導(dǎo)航，運(yùn)動(dòng)控制，到多個(gè)機(jī)器人的協(xié)作，系統(tǒng)可基于大數(shù)據(jù)，深度學(xué)習(xí)，進(jìn)行最佳路線規(guī)劃及分配。

（2）解決方案豐富全面：面對(duì)應(yīng)用場(chǎng)景種類龐雜的挑戰(zhàn)，我們突破內(nèi)物流領(lǐng)域的重大關(guān)鍵、基礎(chǔ)、共性技術(shù)，開(kāi)發(fā)以移動(dòng)機(jī)器人為基礎(chǔ)的擴(kuò)展性應(yīng)用，依托于強(qiáng)大的多機(jī)器人大規(guī)模集群調(diào)度能力、以及具有自主知識(shí)產(chǎn)權(quán)的智能倉(cāng)儲(chǔ)及貨位優(yōu)化算法，根據(jù)不同行業(yè)的應(yīng)用特點(diǎn)，在深度理解行業(yè)的基礎(chǔ)上形成了相應(yīng)配套的整體解決方案。

（3）可視化追溯管理平臺(tái)：海康威視是以視頻為核心的物聯(lián)網(wǎng)解決方案和數(shù)據(jù)運(yùn)營(yíng)服務(wù)提供商，作為其子公司，海康機(jī)器人將產(chǎn)品與海康威視在安防、可視化管理與大數(shù)據(jù)服務(wù)方面優(yōu)勢(shì)加以貫通。例如我們的物流可視化追溯管理系統(tǒng)，由智能讀碼系統(tǒng)、視頻監(jiān)控系統(tǒng)、視頻管理平臺(tái)三部分組成，可實(shí)現(xiàn)自動(dòng)讀碼、包裹追蹤等功能，這為企業(yè)的倉(cāng)儲(chǔ)及分揀作業(yè)過(guò)程提供了安全可靠的可視化追溯管理平臺(tái)。

自動(dòng)化博覽：海康機(jī)器人在倉(cāng)儲(chǔ)物流領(lǐng)域的創(chuàng)新主要體現(xiàn)在哪些方面？

吳堯：做移動(dòng)機(jī)器人不難，難的是做能感知、有智慧的移動(dòng)機(jī)器人及整個(gè)解決方案，沒(méi)有人工智能技術(shù)和視頻技術(shù)的積淀及強(qiáng)大的軟硬件開(kāi)發(fā)制造能力很難做到。

不同于傳統(tǒng)簡(jiǎn)單重復(fù)的自動(dòng)化設(shè)備，應(yīng)用基于人工智能、視頻技術(shù)的智慧內(nèi)物流解決方案后，智能倉(cāng)儲(chǔ)機(jī)器人系統(tǒng)具備了可多維感知和自主判斷的大腦及支持與上層業(yè)務(wù)系統(tǒng)ERP、MES聯(lián)動(dòng)的后臺(tái)管理調(diào)度系統(tǒng)，有效幫助企業(yè)實(shí)現(xiàn)原材料入庫(kù)、生產(chǎn)、產(chǎn)線、出庫(kù)、半成品、成品、揀選、盤(pán)點(diǎn)的全流程的信息與物體互聯(lián)互通。例如海康威視機(jī)器視覺(jué)系統(tǒng)基于圖片與視頻提取物料信息，并通過(guò)算法與軟件傳遞給上層系統(tǒng)，供下一環(huán)節(jié)的流程決策使用，進(jìn)而安排機(jī)器人實(shí)現(xiàn)物料的倉(cāng)儲(chǔ)、搬運(yùn)或分揀，解決空間內(nèi)的物體流通的問(wèn)題，與外圍自動(dòng)化設(shè)備無(wú)縫銜接。

自動(dòng)化博覽：隨著技術(shù)的發(fā)展，智慧物流、智慧倉(cāng)儲(chǔ)成為行業(yè)發(fā)展的熱點(diǎn)，針對(duì)此貴公司有何戰(zhàn)略布局？

吳堯：在物聯(lián)網(wǎng)時(shí)代，視頻圖像一定是最為豐富的一個(gè)傳感器。海康威視敏銳捕捉到了現(xiàn)在市場(chǎng)的變化，迎合了行業(yè)發(fā)展的趨勢(shì)，并結(jié)合原來(lái)專注的圖像采集、分析、識(shí)別的優(yōu)勢(shì)，對(duì)于以視覺(jué)為主的人工智能進(jìn)行戰(zhàn)略投資。現(xiàn)在9300人的研發(fā)團(tuán)隊(duì)里邊有超過(guò)600人對(duì)圖像人工智能進(jìn)行基礎(chǔ)性科學(xué)研究。

海康機(jī)器人現(xiàn)在以及未來(lái)需要做的是——將海康威視在深度學(xué)習(xí)、圖像識(shí)別、云計(jì)算等方向十幾年的技術(shù)積淀，不斷運(yùn)用到實(shí)際產(chǎn)品中，實(shí)現(xiàn)人工智能技術(shù)在移動(dòng)機(jī)器人、機(jī)器視覺(jué)等板塊的落地應(yīng)用，以智慧領(lǐng)航內(nèi)物流變革，助力中國(guó)智造。

摘自《自動(dòng)化博覽》2017年7月刊